DB2数据库管理

 

数据库结构

a) 一个实例可以包含多个数据库，一个数据库只能归属于一个实例。

b) 每个数据库能有多个表空间，每个表空间只能属于一个数据库。

c) 逻辑结构：实例-->数据库-->表空间-->表

d) 存储模型：表空间-->容器-->extent-->page

e) DB2读取数据是按照块（extent）读取的，块是一组连续的页。当一个表空间有多个容器的时候，为了数据均衡分布，DB2在写数据的时候按照循环的方式写容器，即在一个容器写满一个extent后，开始在第二个容器继续写，周而复始，这样能够确保数据均衡分布在多个容器上，提高读写效率。

 

创建数据库

f) 创建数据库

Db2 “create database testdb automatic storage yes on /dbauto dbpath on /database using codeset UTF-8 territory CN collate using system”

g) 连接数据库

Db2 connect to testdb

h) 创建缓冲池（size页数，pagesize页大小，建库时DB2会默认创建一个IBMDEFAULTBP缓冲池，如果不指定，pagesize默认为4K）

Db2 “create bufferpool bp32k size 10000 pagesize 32k"

 

一些重要配置文件的说明：

1．SQLDBCONF ：数据库参数配置文件，使用get db cfg/update db cfg读取或修改。

2．SQLBP.* ：缓冲池控制文件，使用 alter bufferpool控制

3．SQLSPCS.* : 表空间控制文件，使用 list/alter tablespace控制

4．Db2rhist.asc : 数据库历史文件，使用list history浏览。

5．SQLOGCTL.LFH.* : 数据库日志控制文件，无法浏览或人工修改。

      

Using CODESET codeset（编码集） TERRITORY territory（区域）：数据库一旦创建，编码就无法改变了。GBK支持中文编码，UTF-8支持几乎所有语言，默认UTF-8。

创建表空间

i) 创建数据库管理的数据表空间（no file system caching目的是关闭文件系统缓存，因为DB2使用了BP缓存数据，不必再用文件系统缓存，这也是默认选项）

Db2 “create  large tablespace tbs_data pagesize 32k managed by database using (file ‘/data1/tbs_data/cont0’ 100M,file ‘/data1/tbs_data/cont1’ 100M) extentsize 32 prefetchsize automatic bufferpool  bp32k no file system caching”

j) 创建系统管理的临时表空间

Db2 “create temporary tablespace tbs_tmp pagesize 32k managed by system using (‘/data1/tbs_tmp’) bufferpool bp32k” 

k) 创建SMS管理的用户临时表空间

Db2 “create user temporary tablespace tbs_usr_tmp pagesize 32k managed by system using (‘/data1/tbs_usrtmp’) bufferpool bp32k”

l) 创建自动存储管理的表空间

i. Db2 “create tablespace tbs_index pagesize 32k bufferpool bp32k”

ii. Db2 “create tablespace tbs_data2 initialsize 100M increasesize 100M maxsize 1000G”

l 表空间管理分为SMS（managed by system）、DMS（managed by database）和自动存储管理。

l DMS 表空间在创建时即分配空间，创建之后可通过命令对表空间容器进行增删改查。该类型支持文件和裸设备。对于数据来说，建议使用DMS管理。

l SMS表空间的优点是比较容易管理，确定是性能比DMS差5%--10%左右。该类型只支持目录，无需指定大小，只要所属文件系统有空间即可被使用。对于临时表空间，建议使用SMS管理。

l 自动存储管理简化表空间的监控和管理，创建表空间时，只需提供表空间名，无需指定容器类型和大小。自动存储管理结合了DMS和SMS，数据被存放在建库时指定的ON目录。只有建库启用了automatic storage yes ，表空间才支持自动存储管理。

l 每个表空间都有一个BP与之对应，多个表空间可以共享一个BP，但要求BP的pagesize大小必须与表空间的pagesize匹配，否则失败。

l 大对象数据（CLOB，BLOB）是直接从磁盘上获取的，无法通过BP缓存，因此可以考虑将大数据创建到独立的表空间，并使用file system caching。

 

表空间维护

1) SMS表空间：只要容器目录有空间，就不会出现表空间满。

2) 自动存储管理表空间：只要自动存储路径有空间，就不会出现表空间满。

3) DMS表空间：要随时监控，防止空间满而无法插入数据。

i. Db2 list tablespaces [show detail]或 db2 list tablespace containers for <tablespace_id> [show detail]

ii. Db2pd -d <db_name> tablespaces

iii. Db2 get snapshot for tablespaces on <db_name>

iv. Sysibmadm.snaptbsp 和 sysibmadm.snapcontainer管理视图

4) 表空间的更改（扩容）

1．SMS类型，不支持表空间容器的更改，只能更改容器路径所属文件系统的大小。

2．DMS类型，ADD增加容器，DROP删除容器，EXTEND扩展现有容器大小，REDUCE缩减现有容器大小，RESIZE重新设定容器大小。对于ADD和DROP，表空间会发生数据重新平衡，对于REDUCE和RESIZE，须确保更改后容器还有足够空间，否则失败。

3．对于自动存储管理表空间，无法在表空间内进容器更改，只能在数据库级别，使用add storage on选项为数据库添加新的存储路径。命令是：

4．Db2 alter database sample add storage on db_path

 

*DMS表空间满了的处理方案：

1．容器对应的存储还有未分配的空间，可alter tablespace extend或resize 扩展大小。

2．表空间容器对应的存储没有剩余空间，alter tablespace add新的容器（会进行rebalance）

3．通过alter tablespace begin new stripe set选项。Begin new stripe set选项是当已有容器使用完之后，再使用新的容器，与（2）不同，不会做rebalance。

 

*将已有的DMS表空间转换为自动存储管理表空间，有两种方法：（须先确保数据库已经启动了自动存储管理）

1．更改表空间。这种方法保持表空间持续可用。

Db2 “create tablespace ts1 managed by database using (file ‘/data1/ts1/cont0’ 10M)”

Db2 “alter tablespace ts1 managed by automatic storage”

Db2 alter tablespace ts1 rebalance

 

2．采用重定向恢复，正在恢复的表空间不允许访问。

Db2 restore database sample tablespace tbs1 redirect

Db2 set tablespace containers for tablespace_id using automatic storage

Db2 restore database sample continue

Db2 rollforward database sample to end of logs and stop

表空间的状态

1. Quiesced ：可通过该命令锁定表空间，防止其他用户操作。

2. Db2 quiesce tablespaces for table db2inst1.t1 share

3. Db2 quiesce tablespaces for table db2inst1.t1 reset

4. Drop pending ：重启数据库时，如果一个或者多个容器出现问题，那么该容器就处于这个状态，表空间不可用。

5. Offline and not accessible ：表空间容器出现异常时，可能会处于这种状态。

表空间高水位(HWM)

I. HWM 会对表空间管理产生较大影响的几种情况：

1．通过alter tablespace reduce/resize/drop 选项对表空间进行更改时，如果更改后的页数小于HWM的值，失败。

2．备份时，DB2会复制每个表空间HWM一下的所有块，在进行表空间重定向回复时，如果重新设定的容器大小小于HWM，即使空闲块很多，恢复也无法进行。

3．表空间满了，删除了很多数据，却发现HWM仍然很高。

II. 降低HWM的方法

 

存储规划设计最佳实践

1．存储层RAID 0，RAID 1，RAID 5，RAID 10 等。

i. RAID 0 ：提供最好的性能，不提供任何冗余，实际生产用的少。

ii. RAID 1 ：性能好，每块磁盘都需要镜像，适用于交易系统（OLTP）。

iii. RAID 5 ：奇偶校验，成本相对较低，写入速度相对单个磁盘稍慢，适用数据仓库（OLAP）或交易系统。

iv. RAID 10 ：RAID 1+0,特别适用既有大量数据存取，又对数据安全要求比较高的场景，成本高，适用于交易系统。

2．确定了RAID级别之后，需要规划存储容量和RAID组磁盘个数。磁盘越多，并发I/O性能越好。

 

 

 

*最佳实践总结：

u 存储规划时，优先考虑磁盘个数而不是容量，让数据尽可能跨多块盘。

u 最多做两层条带。存储层通过RAID条带，系统层通过卷管理器，DB2层通过表空间容器。建议在存储层和数据库层条带。

u 在磁盘个数有限的情况下，建议将数据和存储跨越所有物理存储，而非单独存储，从而提高并发性能。从维护角度，建表时仍建议为数据、索引、大对象建立独立的表空间。

u 使用RAID阵列时，将Extent Size设置为RAID的大小，可以提高写性能；Prefetch Size参数使用默认的Automatic值。

u 表空间的选择，V9开始，系统表空间默认DMS；临时表空间推荐SMS；大对象不能通过bufferpool缓存，可采用SMS或DMS，利用文件系统的缓存机制提升性能；存放数据的表空间建议使用DMS；对于小型数据库建议使用自动存储管理。

u 对于DMS容器类型，建议选择文件系统而非裸设备。

u 创建DMS表空间时，如果是普通数据，可指定no file system caching避免文件系统缓存。如果是大对象数据，可考虑using file system caching，充分利用文件缓存提升性能。